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Auf der Spur der "Flüster-Flugzeuge"

22. September 2017, 11:16 Uhr
Ralf Loweg
Wer in der Nähe eines Flughafens wohnt, muss einiges verkraften. Denn Fluglärm verstummt fast nie. Und da das Passagieraufkommen in Zukunft größer wird, also noch mehr Maschinen abheben und landen, wird natürlich der Geräuschpegel den Menschen noch stärker zu schaffen machen. Das Lärmproblem ist somit nur zu lösen, wenn man leisere Flugzeuge baut. Doch wie soll das gehen?


Wer in der Nähe eines Flughafens wohnt, muss einiges verkraften. Denn Fluglärm verstummt fast nie. Und da das Passagieraufkommen in Zukunft größer wird, also noch mehr Maschinen abheben und landen, wird natürlich der Geräuschpegel den Menschen noch stärker zu schaffen machen. Das Lärmproblem ist somit nur zu lösen, wenn man leisere Flugzeuge baut. Das bedeutet, der Schall muss schon an der Quelle gedämpft werden. Das ist bekannt, aber Lösungen wurden bislang nicht gefunden.

Jetzt aber haben Wissenschaftler vom Berliner Forschungszentrum Matheon mathematische Modelle entwickelt, mit denen Schallschlucker wesentlich schneller und mit geringerem Rechenaufwand simuliert und optimiert werden können. Und davon sollen auch die Triebwerkshersteller profitieren, versprechen die Forscher.

Doch wie funktioniert das Modell? Ein wichtiges Bauelement dafür sind perforierte Wände, wie man sie etwa aus Konzert- oder Hörsälen kennt, erklären die Wissenschaftler. Die mit vielen kleinen Löchern versehenen Platten können dann als sogenannte "Schallschlucker" in Triebwerken von Flugzeugen eingesetzt werden. Und nicht nur das: Auch in Schiffsantrieben und in Abgasanlagen von Autos könnten sie den Lärm reduzieren, erläutern dazu die Wissenschaftler.

Besonders wichtig ist sind die Größe und die Verteilung der Löcher. Diese richte sich nach der Frequenz des Schalls, heißt es. Weil die dazu notwendigen Messungen unter realen Bedingungen natürlich extrem teuer sind, müssen Simulationen helfen. Direkte numerische Verfahren, wie sie bereits genutzt werden, sind allerdings sehr aufwendig und selbst auf Rechenclustern kaum realisierbar.

Als Grundlage für die Simulationen dieser Effekte entwickeln die Forscher um Dr. Kersten Schmidt daher neue mathematische Modelle, mit denen sie die Wechselwirkung von Schall und perforierter Wand und damit deren akustische Eigenschaften beschreiben. Ausgangspunkt dafür sind bekannte physikalische Gleichungen aus der Strömungsmechanik. Wichtig für ihre Berechnungen ist, dass die Löcher und ihr Abstand untereinander sehr viel kleiner sind als die Wellenlänge des Schalls.

"In nächsten Schritten werden wir die Modelle verfeinern und weitere physikalische Aspekte berücksichtigen, zum Beispiel, dass Schall aus mehreren Frequenzen bestehen kann und wie diese Frequenzanteile sich gegenseitig beeinflussen", erklärt Dr. Kersten Schmidt. Das klingt alles gut und schön. Ob es allerdings die "Flüster-Flugzeuge" irgendwann tatsächlich geben wird, steht in den Sternen.

Der Artikel "Auf der Spur der "Flüster-Flugzeuge"" wurde am 22.09.2017 in der Kategorie News von Ralf Loweg mit den Stichwörtern Flugzeug, Flugverkehr, Lärm, Forschung, News, veröffentlicht.

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